JPH04224091A - 脆い板を分断する方法及び装置 - Google Patents

脆い板を分断する方法及び装置

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JPH04224091A
JPH04224091A JP3077169A JP7716991A JPH04224091A JP H04224091 A JPH04224091 A JP H04224091A JP 3077169 A JP3077169 A JP 3077169A JP 7716991 A JP7716991 A JP 7716991A JP H04224091 A JPH04224091 A JP H04224091A
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radiation
laser beam
along
laser
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JP3077169A
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Maarten H Zonneveld
マルテン　ハルム　ツォネフェルト
Jacobus N Dekker
ヤコブス　ニコラス　デッケル
Gerrit C Verkade
ヘリット　コルネリス　フェルカデ
Ireneus H T Fierkens
イレネウス　ヘンリクス　テオドルス　フィールケンス
Gennip Theodorus J M J Van
テオドルス　ヨハネス　マリア　ヤコブス　ファンヘニップ
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は放射源からでる放射ビー
ムが板の所望の軌道上を通過し、前記ビームが板に熱機
械的応力を生ぜしめそして割れ開始点から開始して割れ
を所望の破断線に沿って形成せしめて成る脆い板を分断
する方法に関し、更に、本発明方法を実施するための装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記型式の方法とこの方法を実施する装
置はＵＳ第３，５４３，９７９　号から既知である。こ
の既知の方法では、割れ開始点はガラス板の１側辺に設
けられ、レーザビームが所望の破断線に沿って移動する
。レーザビームによって熱エネルギーが板に生ぜしめら
れ、このエネルギーが熱機械的応力を生じ、その結果、
割れがこの割れ開始点から始まって形成される。割れは
、レーザビームが破断線の端部に達するまで、所望の破
断線に沿って或る一定の距離をおいてレーザビームに追
従する。板中の熱機械的応力により割れは所望の破断線
の端まで引き続き伝播していく。この方法は、割れが板
中を伝播していく速度はエネルギーが軌道の比較的小さ
い部分に発生するので制限されるという欠点をもつ。更
に、単位時間当たりに板中に生じるエネルギー量は過度
に大きくすべきでない。というのは、過度に大きくなる
と板が局部的に軟化し、溶融し、燃焼するからである。
【０００３】レーザビームが板上を移動してエネルギー
が板中に生じる速度は過度に高くすべきではない。とい
うのは、過度に高くなった場合、板を分断するのには不
十分な応力が板に発生し、その結果、割れがレーザビー
ムに追従できなくなる。割れの開始時には、レーザビー
ムの最大許容速度は割れがその後形成される間の速度よ
り低い。既知の方法では、割れ開始点から割れが開始す
る時と割れがその後形成される間のレーザビームの速度
に関して動力を制御することは比較的複雑である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は簡単な
手法で板を比較的高速で所望の破断線に沿って分断する
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの目的
は、板が所望の軌道に沿って分断されるまで放射ビーム
が前記軌道上を繰り返し通過させられることにより達成
される。このようにして熱的動力が板中に全軌道に沿っ
て実質上同時に発生し、その結果、熱機械的応力が板中
に生じ、この応力が所望の破断線に沿って割れを形成さ
せる。
【０００６】放射ビームは軌道上を繰り返し通過させら
れる。板中に十分な熱機械的応力が発生すると割れが割
れ開始点から開始し始める。
【０００７】割れが所望の破断線に沿って伝播する速度
はなかんずく単位時間当たりに板中に生じる熱エネルギ
ーの量に依存する。このエネルギー量は軌道上を１回移
動する放射ビームのエネルギー量よりかなり大きくする
ことができる（ＵＳ３，５４３，９７９　号に示す如く
）。というのは、熱エネルギーは全軌道上に分散するか
らである。 その結果、板を分断するのに必要なエネルギーの全量が
短時間に板中に発生し、高い分断速度が得られる。放射
ビームが軌道上を繰り返し通過するときは、放射ビーム
の直径は軌道上を１回移動するビームのものよりも小さ
くすることができ、その結果、割れは所望の破断線に沿
ってより正確に延びることになる。
【０００８】全軌道上に同時に動力を発生させることは
ＵＳ３，５８７，９５６　号から既知である。この特許
明細書に記載した方法によれば、所望の破断線に沿って
割れを形成させる応力が加熱ワイヤの助けをかりて所望
の軌道上で板に生ぜしめるられる。しかし、この方法は
多くの制限を受ける。即ち、ワイヤと軌道間の距離は十
分な熱伝導を保証するために全軌道に沿って実質上一定
でなければならない。軌道の形状の変更は困難であり、
ワイヤによって加熱される板の表面が比較的大きく、こ
のため所望の破断線が正確に追従されない。
【０００９】本発明の１実施例は、放射ビームは板の一
側辺から板の他側辺から或る距離を置いた箇所まで所望
の進路上を繰り返し通過させられ、板を分断する割れが
放射線を免れた又は遮蔽された状態に保たれた板部分内
で完了することを特徴とする。
【００１０】このようにすれば、この板部分に熱機械的
応力の発生が阻止される。熱機械的応力は板の前記部分
の凹凸から割れを形成させることができ、又は割れを板
の側辺まで伝播させるのを困難にしたりする。
【００１１】本発明の他の実施例は、板が夫々第１と第
２の所望の破断線に沿って分断されるまで、第１の放射
ビームは多数の液晶ディスプレイ装置（Ｌ．Ｃ．Ｄ．）
に属する第１のガラス板の第１の所望の軌道上を繰り返
し通過させられそして第２放射ビームは液晶ディスプレ
イ装置に属する第２のガラス板の第２の所望の軌道上を
繰り返し通過させられ、前記破断線は２つの隣接した液
晶ディスプレイ装置間にあることを特徴とする。液晶デ
ィスプレイ装置のガラス板は平行に配置されて相互連結
される。本発明の方法によれば、多数の相互連結した液
晶ディスプレイ装置を簡単な手法で個別の液晶ディスプ
レイ装置に分割することができる。
【００１２】本発明の他の実施例は、１方の板の投影内
で見て第１と第２の破断線は一定の相対的距離をおいて
位置することを特徴とする。このようにすれば、板を分
断するとき、板の対向する部分が互いに分離される。こ
れらの部分は液晶ディスプレイ装置の結線を備えている
が、これらの結線はこのようにして自由に接近可能とな
る。
【００１３】本発明の方法を実施する装置は、レーザと
、レーザからでるレーザビームを集束させる装置と、レ
ーザビームに軌道上を通過させる回転可能の鏡を含み、
板の分断中、レーザビームの所望の交差線の端部の一部
を遮蔽体により遮蔽することを特徴とする。かかる構成
のため、板の一部が常に放射ビームを免れた状態に保た
れるべきときは放射ビームが通過する軌道は適用されな
い。実際上、好適には所望の破断線の一部は常に放射ビ
ームを免れた状態に保つべきであることが分かった。
【００１４】遮蔽体による放射遮蔽の範囲は、割れが板
の側辺まで延びかつ免れた状態に保たれた板部分からの
望ましくない割れの開始が回避されるように、経験によ
り決められる。本発明を図示の実施例につき説明する。
【００１５】図１に示す装置１は板５を所望の破断線に
沿って分断するのに適する。装置１はレーザ９、レーザ
ビーム狭縮素子１１及び軸線１３の回りを回転するディ
スク１５からなる。ディスク１５の軸線１３はレーザ９
からでるレーザビーム１９を直角に横切る。軸線１３に
対して直角をなすディスク１５の断面は正多角形をなす
。ディスク１５は多数の鏡面１７を備え、前記鏡面は多
角形の側面を構成する。鏡面１７の法線ベクトルｎはデ
ィスク１５の軸線１３と直角をなす。レーザビーム１９
はレーザビーム狭縮素子１１により所望の直径に縮小さ
れ、鏡面１７によってディスク１５から分断すべき板５
の方向に反射される。ディスク１５は電気モータ（図示
せず）によって駆動され、矢印２１の方向に軸線１３の
回りに回転する。１つの回転する鏡面１７で反射するこ
とによって軌道２３がレーザビーム１９によって分断す
べき板上に描かれる。ディスク１５が回転すると、レー
ザビーム１９は板５の軌道２３上を繰り返し通過する。 レーザビーム１９によって板５に熱機械的応力が生じ、
この熱機械的応力が開始点から開始する割れを形成する
。このビーム１９は所望の破断線７の全体に沿って割れ
が伝播するまで軌道２３を通過する。
【００１６】レーザビーム１９が通過する軌道２３は熱
機械的応力が破断線に対して対称的となるように限定し
、板５が所望の破断線７に沿って分断されるようになす
。特に、板を異なる寸法をもつ２つの板に分割するとき
には軌道は所望の破断線と一致しない。正確な軌道を決
定するために、オランダ国特許出願第８９０１１４３　
号と第８９０１１４４　号に記載された方法を使用する
ことができる。
【００１７】板５に割れが形成される速度はなかんずく
板上を通過するレーザビームの動力と、割れ開始点２５
の大きさに依存する。この割れは板に既に存在する凹凸
又は鋭い物体によって板に作られた引っ掻き傷とするこ
とができる。
【００１８】比較的小さい割れ開始点が板に設けられて
いるときには、割れを開始させるための割れ開始点の付
近に十分な熱機械的応力が生じるまでの経過時間は比較
的長くなる。この場合には板の残余部分にも応力が生じ
る。割れが始まると、割れは比較的高速で板を移動して
いく。
【００１９】比較的大きな割れ開始点が板に設けられて
いると割れが始まるまでの経過時間は比較的短かいが、
板に生じる熱機械的応力は小さく、割れは板を低速で移
動する。速度が低いので割れは一層正確に所望の破断線
に沿って進む。
【００２０】石灰質ガラス板（ソーダ石灰）を分断する
ときは、波長１０．６μｍ　と板に与える電力４００　
Ｗ　をもつＣＯ２　レーザを使用した。レーザビームは
板の面積に２　ｍｍの直径をもった。１２個の鏡面をも
つディスクは２００　回転／秒の速度で回転し、レーザ
ビームが板上を通過する回数は２４００／秒であった。 ３５０　×３２０　×１　ｍｍの大きさの板は１側辺の
中心に割れ開始点をもった。レーザビームは板に対称的
に位置した所望の破断線に沿って通った。 割れは５　秒以内で板中を通って伝播した。
【００２１】図２は本発明方法を実施するのに適した第
２の装置を示す。図１に対応する部品には同じ参照数字
を付している。
【００２２】レーザ９からでるレーザビーム１９はビー
ム狭縮素子１１、鏡面１７をもつディスク１５、分断す
べき板上に固定配置した湾曲鏡２７を経て進行する。湾
曲鏡２７は板とディスクに面する凹面鏡の側面をもつ。 湾曲鏡面の法線ベクトルｎはレーザビームとの間に９０
°より小さい角度をもち、このレーザビームは湾曲鏡２
７上でディスク１５によって反射し、板５の面に対して
９０°より小さい角度をなす。湾曲鏡２７によって、レ
ーザビーム１９は板５上で湾曲軌道２３に沿って進行す
る。 板５は板上に対称的に置かれた破断線７に沿って分断さ
れる。熱エネルギーを生ぜしめていく板中の軌道２３は
所望の破断線に対して割れが逸れないようにするために
所望の破断線７に沿って対称的となるように限定する。
【００２３】図３はレーザビーム１９が分断すべき板５
の全体上を通らないように遮蔽体２９によって保護され
る本発明装置３を示す。
【００２４】遮蔽体２９、例えば陽極処理したアルミニ
ューム板は支持体３１によりフレーム３３に連結する。 所望の破断線に沿って分断すべき板５はフレーム３３上
に置く。レーザビーム１９は板５上を繰り返し通過する
が、割れが凹凸、例えば板のその部分にある引っ掻き傷
又は異質部分から始まらないようにするために板上の一
部は通過させられない。そのため割れが側辺３５へ伝播
するのがずっと容易になる。レーザビームが板上を通過
しないように保護する距離Ｓは経験から決定される。
【００２５】図４は多数の相互接続した液晶ディスプレ
イ装置４５の属する第１と第２の板４１、４３を示す。 第１と第２の放射ビーム４７、４９は夫々第１と第２の
板４１、４３上を夫々第１と第２の所望軌道５１、５３
に沿って通過させられる。このことは例えば液晶ディス
プレイ装置４５の両側に配置した２つの装置１により、
又はレーザからでるレーザビームを２つのビームに分割
し、これらのビームを液晶ディスプレイ装置４５の両側
に配置したドラムを経て所望軌道５１、５３に沿って通
過させることにより実施することができる。板４１、４
３は夫々所望の破断線５５、５７に沿って分断される。 前記破断線は或る一定の相対的距離をおいている１方の
板上の投影内に配置される。その結果、結線５９には自
由に接近できる。
【００２６】脆い板を制御されかつ再現可能の手法で分
断するためには、割れ開始点として板に既に存在する凹
凸を使用する代わりに板に割れ開始点を形成することが
推奨される。
【００２７】レーザの代わりに、赤外線源やハロゲンラ
ンプの如き他の放射線源も使用できる。板を分断するた
めには、放射線源は分断すべき板によって完全に吸収さ
れる波長をもつものが選択されるべきである。
【００２８】ディスク１５の回転方向は任意に選択でき
る。放射ビームは軸線の回りに行ったり来たり傾斜する
鏡により板上を繰り返し通過させられる。
【００２９】湾曲鏡２７の湾曲度は放射ビームが通過す
る所望の軌道に依存する。平らな板のほかに、湾曲面を
もつ物体も本発明法によって分断することができるが、
放射ビームは所望の軌道に沿って通過できなければなら
ない。
【００３０】分断すべき板の材料は脆いものとすべきで
ある。このことはその材料は比較的低いＫＩＣ値をもつ
べきであることを意味する。脆い材料の例には前述のガ
ラス、セラミック材料、シリコンがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する本発明装置を示す図で
ある。
【図２】本発明の方法を実施する本発明装置の他の実施
例を示す図である。
【図３】本発明装置の一部を示す図である。
【図４】個別の液晶ディスプレイ装置に分割される多数
の相互結合した液晶ディスプレイ装置を示す図である。
【符号の説明】
５　　板 ７　　破断線 ９　　レーザ １１　　レーザビーム狭縮素子 １５　　ディスク １７　　鏡面 １９　　レーザビーム ２３　　軌道 ２５　　割れ開始点 ２７　　湾曲鏡 ２９　　遮蔽体 ４１　　板 ４５　　液晶ディスプレイ装置 ４７　　放射ビーム ５５　　破断線 ５９　　結線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　放射源からでる放射ビームが板の所望
    の軌道上を通過し、前記ビームが板に熱機械的応力を生
    ぜしめそして割れ開始点から開始して割れを所望の破断
    線に沿って形成せしめて成る脆い板を分断する方法にお
    いて、板が所望の軌道に沿って分断されるまで放射ビー
    ムが前記軌道上を繰り返し通過させられることを特徴と
    する方法。
  2. 【請求項２】　　板が所望の破断線に沿って分断され、
    前記破断線が板の一側辺から板の他側辺まで延びている
    請求項１に記載の方法において、放射ビームは板の一側
    辺から板の他側辺から或る距離を置いた箇所まで所望の
    軌道上を繰り返し通過させられ、板を分断する割れが放
    射線を免れた状態に保たれた板部分内で完了することを
    特徴とする方法。
  3. 【請求項３】板が夫々第１と第２の所望の破断線に沿っ
    て分断されるまで、第１の放射ビームは多数の液晶ディ
    スプレイ装置に属する第１のガラス板の第１の所望の軌
    道上を繰り返し通過させられそして第２放射ビームは液
    晶ディスプレイ装置に属する第２のガラス板の第２の所
    望の軌道上を繰り返し通過させられ、前記破断線は２つ
    の隣接した液晶ディスプレイ装置間にある、請求項１に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】１方の板の投影内で見て第１と第２の破断
    線は一定の相対的距離をおいて位置する、請求項３に記
    載の方法。
  5. 【請求項５】レーザと、レーザからでるレーザビームを
    集束させる装置と、レーザビームに軌道上を通過させる
    回転可能の鏡を含む請求項２に記載の方法を実施する装
    置において、板の分断中、レーザビームの所望の交差線
    の端部の一部を遮蔽体により遮蔽することを特徴とする
    装置。
JP3077169A 1990-03-21 1991-03-18 脆い板を分断する方法及び装置 Pending JPH04224091A (ja)

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NL9000655 1990-03-21
NL9000655 1990-03-21

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DE (1) DE69128370T2 (ja)

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